שיטות הנעה של חללית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Incomplete-document-purple.svg יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.
הנכם מוזמנים להשלים את החלקים החסרים ולהסיר הודעה זו. שקלו ליצור כותרות לפרקים הדורשים השלמה, ולהעביר את התבנית אליהם.

שיטות הנעה של חללית הן שיטות של האצת חלליות מכדור הארץ אל החלל והאצה בחלל עצמו. קיים מגוון גדול של שיטות הנעה, המתאימות לצרכים שונים: מהשלב הראשון של הרמת כלי כבד אל מעבר לאטמוספירה, האצת לווין אל קצוות מערכת השמש, וגם שמירת לווין במסלול סביב כדור הארץ.

רכבי חלל משוגרים למסלול ושם מאיצים עד להקפה במסלול. שלב זה דורש את מרבית הדלק וכוח הדחף. לשם כך בדרך כלל משמש מנוע דלק נוזלי, ולעתים מנוע דלק מוצק ואף מנוע המשתמש בחמצן שבאוויר לשלב הראשון (בטיל הפגאסוס ו-ספייס שיפ 1).

גם כאשר הרכב (לווין למשל) במסלול הרצוי הוא צריך מערכת בקרת מיקום כדי לבצע תיקוני מסלול: הלווינים מושפעים מחיכוך עם האטמוספירה (שהיא דלילה מאוד בגובה הזה), כך שכדי שישארו זמן רב במסלול הם צריכים מערכת דחיפה שתפעל מדי פעם ותבצע תיקונים קטנים. לווינים צריכים לפעמים לעבור ממסלול אחד למסלול אחר מפעם לפעם, וגם זה דורש כוח הנעה. כאשר לווין מאבד את יכולתו להסדיר את מסלולו, זמן השימוש בו נגמר. מערכות ההנעה הללו יוצרות דחף קטן והן שונות מאוד מההנעה בזמן השיגור.

שיטות הנעה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מנוע יונים בניסוי של נאס"א
הדמיית מפרש שמש ברוחב של חצי קילומטר
דרך שניות דחף דחף (ניוטונים) משך זמן
שיטות הנעה קיימות
מנוע דלק מוצק 100-400 103- 107 דקות
טיל היברידי 150-420 דקות
Monopropellant rocket 100-300 0.1-100 אלפיות השנייה - דקות
Momentum wheel (בקרת עמדה בלבד) n/a 0.001-100 לא מוגדר
Bipropellant rocket 100-400 0.1-107 דקות
Tripropellant rocket 250-450 דקות
Dual mode propulsion rocket
Air-augmented rocket 500-600 שניות-דקות
Liquid air cycle engine 450 שניות-דקות
Resistojet rocket 200-600 10-2-10 דקות
Arcjet rocket 400-1200 10-2-10 דקות
Hall effect thruster (HET) 800-5000 10-3-10 חודשים
מנוע יונים 1500-8000 10-3-10 חודשים
FEEP (Field Emission Electric Propulsion) 10000-13000 10-6-10-3 שבועות
Magnetoplasmadynamic thruster (MPD) 2000-10000 100 שבועות
Pulsed plasma thruster (PPT)
Pulsed inductive thruster (PIT) 5000 20 חודשים
Variable specific impulse magnetoplasma rocket (VASIMR) 1000-30000 40-1200 ימים- חודשים
Solar thermal rocket
Nuclear thermal rocket 900 105 דקות
Nuclear electric rocket As electric propulsion method used
מפרשים סולארים N/A 9 per km2 (at 1 AU) לא מוגדר
Mass drivers N/A לא מוגדר שניות
Tether propulsion N/A 1-1012 דקות
טכנולוגיות עתידיות הנמצאות בפיתוח במעבדה
Magnetic sails N/A Indefinite Indefinite
Mini-magnetospheric plasma propulsion N/A Indefinite Indefinite
Gaseous fission reactor 1000-2000 103-106
Nuclear pulse propulsion (Orion drive) 2000-100,000 109-1012 חצי שעה
Antimatter catalyzed nuclear pulse propulsion 2000-40,000 ימים-שבועות
Nuclear salt-water rocket 10,000 103-107 חצי שעה
Beam-powered propulsion As propulsion method powered by beam
Nuclear photonic rocket 5x106 1-105 שנים
Biefeld-Brown effect (ראו גם ליפטר) N/A 0.01-1 (currently) שבועות, אולי אף חודשים

השערות לגבי מערכות הנעה במסע בין כוכבי[עריכת קוד מקור | עריכה]

גם חלליות המתוכננות לביצוע מסעות חלל ארוכים צריכות כוח הנעה. חלליות אלו צריכות להשתגר אל מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ, כפי שעושים לווינים. שם עליהם לעזוב את המסלול ולנוע סביב.

למסע בין-כוכבי, חללית חייבת להשתמש במנועיה כדי לעזוב את מסלולו של כדור הארץ. לאחר שעשתה זאת, היא חייבת לעשות בדרך כלשהי את דרכה ליעדה. החלליות הבין-כוכביות בימינו עושות זאת עם סדרה של כוונונים מסלוליים קצרי זמן. בין כוונונים אלו, החללית פשוט נופלת בחופשיות לכיוון מסלולה. הדלק היעיל הפשוט ביותר משמעותו היא לנוע ממסלול מעגלי אחד לאחר עם מעבר המסלול של הוהמן (Hohmann transfer orbit): החללית מתחילה במסלול מעגלי בערך סביב השמש. משך זמן קצר של דחיפה בכיוון של התנועה מאיץ או מאט את החללית למסלול אליפטי סביב השמש שמשיק למסלולה הקודם וגם למסלול של היעד שלה. החללית נופלת בחופשיות לכיוון המסלול האליפטי הזה עד שהיא מגיעה ליעדה, שם משך זמן קצר של דחיפה מאיץ או מאיט אותה כדי להתאים אותה למסלול של יעדה. שיטות מיוחדות כמו בלימת אוויר (aerobraking) משמשות לעתים בכיוונוני המסלול האחרונים.

כמה שיטות הנעה של חלליות כמו מפרשים סולארים מספקות כוח דחף נמוך מאוד, אך בלתי נדלה; רכב בין כוכבי שמשתמש באחת משיטות אלו ילך לאורך מסלול שונה במקצת; או ידחוף בקביעות נגד כיוון התנועה שלו על מנת להפחית את מרחקו מהשמש או לדחוף בקביעות בכיוון התנועה שלו כדי להגדיל את מרחקו מהשמש.

שיטות הנעה ספקולטיביות[עריכת קוד מקור | עריכה]

הדמיה של מעבר דרך חור תולעת

בנוסף לשיטות ההנעה הקיימות ומפותחות במעבדה, קיימות שיטות הנעה אשר הוצעו על בסיס תאוריות פיזיקליות, אך לא נמצא כיצד ליישם אותן בפועל.

שיטות המנצלות תופעות מוכרות בפיזיקה
טיל היתוך גרעיני
מגח בוסארד
Antimatter rocket
Redshift rocket
שיטות המנצלות עיקרון ספקולטיבי בפיזיקה
Alcubierre drive (Warp drive)
חורי תולעת
Differential sail
Disjunction drive
Diametric drive
Pitch drive
Bias drive
מכונת זמן

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]